第一节 离子交换纤维的简介
离子交换纤维跟电解质溶液接触时,纤维上的离子能跟溶液里的离子作有选择性的交换。它分阳离子交换纤维、阴离子交换纤维和两性离子交换纤维。此外,离子交换纤维还有一定的强度、耐化学腐蚀等性能。(可行性 研究 报告)
第二节 离子交换纤维的发展历程
早期的离子交换纤维是以纤维素为基体制备的,也称离子交换纤维素,其产品主要是粉状物。五十年代,随着化学纤维的发展,开始出现以化纤为基体制备的离子交换纤维。70—80年代,是离子交换纤维发展较快的时期,各国发表的论文、专利逐渐增多,其中,俄罗斯、自俄罗斯、日本的技术较为成熟,并有商品出售,应用于劳保、环保、水处理等方面.迄今,用做离子交换纤维的化纤基体主要有聚烯烃、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氯乙烯、氯乙烯一丙烯腈共聚物等纤维,也有用天然纤维或其它化纤为基体的。
离子交换纤维技术2004年9月上旬在北京理工大学获得突破,填补了此领域内的国内空白。目前有课题组已掌握了这一项目的核心技术,获得两项中国发明专利,另外申报的两项发明专利已经被国家知识产权局受理。
两个子课题——离子交换纤维制备及在蔗糖糖浆脱色中的应用项目,以及20t/a离子交换纤维生产工艺 (中试) 技术项目,均已通过广西自治区科技厅组织的成果鉴定,总体达到国际先进水平,并在其应用 研究 方面填补国内外空白。该项目已建成20t/a离子交换纤维工业化生产装置,批量生产出合格产品,使我国成为继俄罗斯、日本之后,国际上少数几个掌握离子交换纤维工业化生产核心技术,实现离子交换纤维产业化的国家之一。
离子交换纤维被国际科学界、产业界称为21世纪功能材料。发展高效的离子交换纤维及其应用技术是当前功能材料科学发展的前沿课题,一直是全球分离材料研发领域的一大热点。
第三节 离子交换纤维的制备方法
离子交换纤维的制备方法主要包括单体共聚法、聚合物混合成纤法、化学改性法、高聚物接枝单体法。
单体共聚法
单体共聚法,是将具有或能转变为离子交换基团的单体与能成纤的单体直接进行共聚,再纺成纤维。采用此法制备的离子交换纤维,其分子链上的功能基不但分布均匀,且含量较高。但由于在共聚反应过程中需对含功能基的单体加以保护,并且这类单体的价格昂贵,因此该制备方法的应用受到一定的限制。
聚合物混合成纤法
聚合物混合成纤法,有两种途径:一种是将离子交换剂分散到纺丝液中,形成纤维后,经过处理制得离子交换纤维;另一种是将两种高聚物共混或复合纺丝后,经过处理制成离子交换纤维,目前这种方法发展较快。
化学改性法
高聚物化学改性法,是对纤维中具备的可能进行化学反应的基团进行化学上处理,使其部分发生转化而引入离子交换基团。此法制备过程简单,应用较广泛。但由于此法功能基直接转化率低于相应接枝共聚的转化率,且直接功能化反应会改变原纤维的高分子骨架结构而导致纤维机械强度明显下降,故某种程度上限制了它的应用。
高聚物接枝法
高聚物接枝法,分为两种:一种是化学接枝法,另一种是辐射接枝法。化学接枝法是以化学物质为引发剂,使某些天然或人造纤维产生自由基,进而与含不饱和基的单体接枝共聚,从而引入可交换基团。但此法的缺点是接枝率和单体。此法缺点利用率较低,造成原料浪费、分离困难、产品应用受限等。
辐射接枝法是通过辐射使纤维产生自由基,然后与含不饱和基单体接枝共聚,从而引入可交换基团。近年来应用较多的制备方法除了化学改性法,就是辐射接枝法。
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